四進位

四進制是以4底数進位制,以 0123 四個數字表示任何實數

记数系统
印度-阿拉伯数字系统
西方阿拉伯数字
阿拉伯文数字
高棉數字
孟加拉数字
印度數字
波羅米數字
泰语数字
漢字文化圈記數系統
中文数字
閩南語數字
越南语数字
算筹
日語數字
數字
苏州码子
字母記數系統
阿拉伯字母數字
亚美尼亚数字
西里爾數字
吉茲數字
希伯來數字
希腊数字
阿利耶波多數字
其它記數系統
阿提卡數字
巴比倫數字
古埃及数字
伊特拉斯坎數字
玛雅数字
罗马数字
熙笃会数字
卡克托维克数字
底数区分的进位制系统
1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12
16 20 36 60

四進制與所有固定底数記數系統有著很多共同的屬性,比如以標準的形式表示任何實數的能力(近乎獨特),以及表示有理數無理數的特性。有關屬性的討論可參考十進制二進制

與二進制的關係

八進制十六進制記數系統一樣,四進制二進制有著一種特別的關係:各底数包括 4816 均為 2,故此,四進制八進制十六進制,與二進制之間的換算技術,乃是一個數位對兩個、三個或四個二進制位或位元來進行換算。例如在四進制:

3221(4) = 11101001(2)

在二進制運算和邏輯的討論和分析中,八進制和十六進制廣泛應用於電腦技術程式設計範疇,而四進制卻並不然。

希爾伯特曲線

然而,四進制數字有用於表示二維希爾伯特曲線:把位於 01 之間的實數轉換到四進制系統,指示各自四個子象限的各個個別數位就會給顯示出來,並不斷循環。

Qua
(四進)
Bin
(二進)
Dec
(十進)
000000
100011
200102
300113
1001004
1101015
1201106
1301117
2010008
2110019
22101010
23101111
30110012
31110113
32111014
33111115

人類語言

在眾多甚至所有丘馬什語系中原來均使用四進制記數,即數字的讀法結構均為 416(而非 10)。而在約1819年,一位西班牙神父也有記錄了大至32的Ventureño語數字的存活紀錄。[1]

視覺展示

圖1:四進制數字視覺化排序

使用三種有色圓形(1為藍色,2為綠色,3為白色,0為)及五檔位置即可以視覺化形式顯示由 01023 的任何數字。下列圖表是對圖1的解讀。

對應表

標準四進制中的數字 0 到 64(0 到 1000)
十進制 0123456789101112131415
二進制 01101110010111011110001001101010111100110111101111
四進制 0123101112132021222330313233
八進制 012345671011121314151617
十六進制 0123456789ABCDEF
十進制 16171819202122232425262728293031
二進制 10000100011001010011101001010110110101111100011001110101101111100111011111011111
四進制 100101102103110111112113120121122123130131132133
八進制 20212223242526273031323334353637
十六進制 101112131415161718191A1B1C1D1E1F
十進制 32333435363738394041424344454647
二進制 100000100001100010100011100100100101100110100111101000101001101010101011101100101101101110101111
四進制 200201202203210211212213220221222223230231232233
八進制 40414243444546475051525354555657
十六進制 202122232425262728292A2B2C2D2E2F
十進制 48495051525354555657585960616263
二進制 110000110001110010110011110100110101110110110111111000111001111010111011111100111101111110111111
四進制 300301302303310311312313320321322323330331332333
八進制 60616263646566677071727374757677
十六進制 303132333435363738393A3B3C3D3E3F

例(四進制→十進制):

分數

由於只有2的因數,許多四進制分數具有重複數字,儘管這些分數往往相當「小」:

十進制基數
Prime factors of the base: 2, 5
Prime factors of one below the base: 3
Prime factors of one above the base: 11
Other prime factors: 7 13 17 19 23 29 31
四進制基數
Prime factors of the base: 2
Prime factors of one below the base: 3
Prime factors of one above the base: 11
Other prime factors: 13 23 31 101 103 113 131 133
分數 分母 分母 分數
1/2 2 0.5 0.2 2 1/2
1/3 3 0.3333... = 0.3 0.1111... = 0.1 3 1/3
1/4 2 0.25 0.1 2 1/10
1/5 5 0.2 0.03 11 1/11
1/6 2, 3 0.16 0.02 2, 3 1/12
1/7 7 0.142857 0.021 13 1/13
1/8 2 0.125 0.02 2 1/20
1/9 3 0.1 0.013 3 1/21
1/10 2, 5 0.1 0.012 2, 11 1/22
1/11 11 0.09 0.01131 23 1/23
1/12 2, 3 0.083 0.01 2, 3 1/30
1/13 13 0.076923 0.010323 31 1/31
1/14 2, 7 0.0714285 0.0102 2, 13 1/32
1/15 3, 5 0.06 0.01 3, 11 1/33
1/16 2 0.0625 0.01 2 1/100
1/17 17 0.0588235294117647 0.0033 101 1/101
1/18 2, 3 0.05 0.0032 2, 3 1/102
1/19 19 0.052631578947368421 0.003113211 103 1/103
1/20 2, 5 0.05 0.003 2, 11 1/110
1/21 3, 7 0.047619 0.003 3, 13 1/111
1/22 2, 11 0.045 0.002322 2, 23 1/112
1/23 23 0.0434782608695652173913 0.00230201121 113 1/113
1/24 2, 3 0.0416 0.002 2, 3 1/120
1/25 5 0.04 0.0022033113 11 1/121
1/26 2, 13 0.0384615 0.0021312 2, 31 1/122
1/27 3 0.037 0.002113231 3 1/123
1/28 2, 7 0.03571428 0.0021 2, 13 1/130
1/29 29 0.0344827586206896551724137931 0.00203103313023 131 1/131
1/30 2, 3, 5 0.03 0.002 2, 3, 11 1/132
1/31 31 0.032258064516129 0.00201 133 1/133
1/32 2 0.03125 0.002 2 1/200
1/33 3, 11 0.03 0.00133 3, 23 1/201
1/34 2, 17 0.02941176470588235 0.00132 2, 101 1/202
1/35 5, 7 0.0285714 0.001311 11, 13 1/203
1/36 2, 3 0.027 0.0013 2, 3 1/210

遺傳學

四進制和以脫氧核糖核酸 (DNA) 表示的遺傳密碼,兩者之間的位值記錄方式可以相互呼應。四種脫氧核糖核酸核苷酸的簡稱按字母先後次序排列,分別為A(Adenine;腺嘌呤)、C(Cytosine;胞嘧啶)、G(Guanine;鳥嘌呤)及 T(Thymine;胸腺嘧啶),可用作表示四進制數字,按先後次序排列為 0123。在此編碼下,互補數字配對 0↔3 及 1↔2 (二進制為 00↔11 及 01↔10) ,與鹼基對的互補配對 A↔T 及 C↔G 吻合。

比方說,核苷酸序列GATTACA可以四進制數字2033010表示(十進制為9156)。

可是亦有爭議指,脫氧核糖核酸應以二進制表示,而非四進制,理由是「在核苷酸的配對中,A(Adenine;腺嘌呤)只能與T(Thymine;胸腺嘧啶)配對,而C(Cytosine;胞嘧啶)只能與G(Guanine;鳥嘌呤)配對。C不能與AT和自己配對,A又不能與CG和自己配對。簡單來說,核苷酸的配對只存在兩種狀況,如同在電腦使用的二進制。」。[2]可是,另一方面核苷酸的配搭形式可是A↔T也可是其反轉T↔A,可是C↔G也可是其反轉G↔C,形成兩種配搭狀況、四種配搭形式,因此也有觀點認為脫氧核糖核酸應以四進制表示,後者才是正確的觀點。[2]

數據傳輸

四進制的綫路碼也有在數據傳輸應用到。從電報發明伊始,到當代電話通訊的綜合業務數字網線路中,一直用上了2B1Q(雙二進位對一四進位)編碼,在傳輸訊號時以四種電壓代表四個不同的一組雙位元訊號狀況(「10」以+450 mV表示;「11」以+150 mV表示;「01」以-150 mV表示;「00」以-450 mV表示)。

參考資料

  1. "Chumashan Numerals",由Madison S. Beeler著作,刊於Native American Mathematics,由Michael P. Closs (1986)編輯,國際標準書號 0-292-75531-7。
  2. . [2009-11-04]. (原始内容存档于2021-04-21). 外部链接存在于|title= (帮助)

延伸閱讀

外部連結

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